PENGARUH VARIASI BIOMASSA TUMBUHAN AIR KAYU APU (Pistia stratiotes L.) TERHADAP KUALITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA DI PT SUKOHARJO MAKMUR ABADI Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh: Harun Ar Rasyid NIM. M0411023 PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2016 to user i
ii
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut. Surakarta, 09 Mei 2016 Harun Ar Rasyid NIM. M0411023 iii
PENGARUH VARIASI BIOMASSA TUMBUHAN AIR KAYU APU (Pistia stratiotes L.) TERHADAP KUALITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA DI PT SUKOHARJO MAKMUR ABADI Harun Ar Rasyid Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta ABSTRAK Industri tapioka memiliki manfaat sebagai penghasil tepung tapioka di Indonesia yang berfungsi sebagai bahan pengolah pangan. Proses pengolahan industri tapioka menghasilkan limbah cair yang mampu menurunkan kualitas lingkungan. Tumbuhan berpotensi untuk mendegradasi bahan organik limbah cair tapioka adalah kayu apu (Pistia stratiotes L.). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas limbah cair tapioka, mengetahui pengaruh tanaman air kayu apu terhadap kualitas limbah cair tapioka dan mengetahui biomassa yang paling efektif tumbuhan air kayu apu dalam mempengaruhi kualitas limbah cair industri tapioka.. Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 kali ulangan setiap perlakuan biomassa. Variasi perlakuan biomassa kayu apu ke dalam bak uji limbah cair industri tapioka sebesar 20; 30; 40; dan 50 gram, serta tanpa pemberian kayu apu sebagai kontrol. Kayu apu dibiakkan dalam bak uji selama 25 hari dengan pengambilan data setiap 5 hari sekali. Parameter yang diukur setiap pengambilan data adalah BOD 5, COD, TSS, ph, dan konsentrasi sianida. Analisis data menggunakan Analisis Varian (ANAVA) yang digunakan untuk perubahan BOD 5, COD, TSS, ph yang menunjukkan beda nyata signifikan antar perlakuan (p < 0,05) sehingga dilanjutkan dengan uji Duncan s Multiple Ranges Test (DMRT) taraf uji 5% untuk mengetahui letak perbedaan pengaruh antar perlakuan. Perubahan konsentrasi sianida tidak menunjukkan beda nyata (p > 0,05) sehingga tidak dilanjutkan uji DMRT. Hasil penelitian menunjukkan kualitas limbah cair tapioka masih berada di atas baku mutu. Tanaman air Pistia stratiotes berpengaruh terhadap perbaikan kualitas limbah cair tapioka dengan rentang biomassa yang paling efektif adalah 50 gram. Kata kunci : Pistia stratiotes, Limbah Cair Industri Tapioka, Parameter Lingkungan iv
THE USES OF WATER PLANT KAYU APU (Pistia stratiotes L.) TOWARD OF WASTEWATER QUALITY OF TAPIOCA INDUSTRY IN PT SUKOHARJO MAKMUR ABADI Harun Ar Rasyid Biological Studies Program, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta ABSTRACT Tapioca industry have a benefit to produce tapioca flour in Indonesia that have a function as food matter preparation. Tapioca industrial wastewater still contains high organic matter concentration that can degrade quality of environment. Potential plant to degrade organic matter in the industrial wastewater of tapioca is kayu apu (Pistia stratiotes L.). This study aims to knowing quality of tapioca wastewater, knowing an influence of kayu apu toward of tapioca wastewater, and to determine the most effective biomass for kayu apu have an influence toward of quality of tapioca wastewater. This study uses a completely randomized design (CRD) with three replications per treatment of every biomass. Treatment variation of biomass kayu apu granting into a test bath with industrial wastewater of tapioca as big as 20; 30; 40; and 50 grams, and without kayu apu as a control. Cultured kayu apu will be tested in test bath for 25 days with retrieval of data every 5 days. Measured parameter is the concentration of BOD 5, COD, TSS, ph, and Cyanide. Analysis of data changes in the concentration BOD 5, COD, TSS, ph, using Analysis of Variance (ANOVA) that showed significant difference among the treatments (p < 0,05) and continued with Duncan's Multiple Ranges Test (DMRT) test level 5% to determine the effect of difference between treatments. Changes in the concentration of Cyanide not showed significant difference among the treatments (p > 0,05) and not continued with DMRT test. The results has been showed the quality of tapioca wastewater still above standard quality for tapioca wastewater. Water plant Pistia stratiotes have an influence to improve quality of tapioca wastewater with a distance of effectivenes is 50 grams. Keywords : Pistia stratiotes, Industrial Wastewater of Tapioca, Environment Parameter v
PERSEMBAHAN Kupersembahkan karya ini teruntuk : Papa Drs. Agus Razikin, M. Si dan Mama Usra Hannum tercinta yang telah menjadi orang tua yang selalu memberikan kasih sayang penuh kepadaku Bujing Anna Dewi Siregar yang selalu berbagi pengalaman dan saran-saran berharga juga membantu setiap kesulitanku Mira Hartanti yang selalu memberi semangat dan motivasi Sahabat terbaik 5 Idiot s yaitu Sigit Aji Nugroho, Muhammad Arif Santoso, Muhammad Thoha Husein, dan Raisa Ilham Akbar yang selalu mendukung penuh semua kegiatan positif kita masing-masing Iqbal, Raja dan semua teman-temanku Biosukasuka 2011 yang telah berjuang bersama-sama dalam menjalani masa kuliah Kakak-kakak dan adik-adik tingkat di Program Studi Biologi Almamater tercinta Universitas Sebelas Maret vi
MOTTO Bertakwalah kepada Allah maka Allah akan mengajarimu. Sesungguhnya Allah Maha Mengetahui segala sesuatu (Al Baqarah:282) Jika kau ingin mengetahui tentang dunia, ilmu adalah kuncinya. Jika kamu ingin mengetahui akhirat, maka ilmu jugalah kuncinya vii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul Pengaruh Variasi Biomassa Tumbuhan Air Kayu Apu (Pistia Stratiotes L.) Terhadap Kualitas Limbah Cair Industri Tapioka di PT Sukoharjo Makmur Abadi dengan baik sebagai salah satu persyaratan memperoleh derajat Strata Satu (S1) Program Studi Biologi pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M. Sc (Hons), Ph. D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang begitu inspiratif memotivasi mahasiswa serta atas izin penelitian yang telah diberikan kepada penulis untuk keperluan skripsi, 2. Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M. Si selaku kepala Program Studi Biologi FMIPA UNS dan juga selaku Pembimbing Akademik motivasi dan semangat yang diberikan kepada penulis selama kuliah maupun penulisan skripsi, 3. Bapak Dr. Sunarto, M. S dan Bapak Dr. Wiryanto, M. Si., selaku dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu, bimbingan, dan masukan dalam pelaksanaan penelitian untuk penulisan skripsi ini, 4. Bapak Ari Pitoyo, S. Si., M. Sc., dan Bapak Dr. Prabang Setyono, M. Si selaku dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun dalam penulisan skripsi ini, 5. Seluruh dosen terbaik di Program Studi Biologi, yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, viii
6. Segenap staff Sub Lab Kimia FMIPA UNS yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian, 7. Ibu Ika yang telah banyak membantu pengujian penulis selama pelaksanaan penelitian di Balai Laboratorium Kesehatan Yogyakarta, 8. Iqbal Winara dan semua teman-teman Biosukasuka 2011 atas segala bantuan, saran, dan pengalaman,serta kekeluargaan yang indah, 9. Seluruh pihak terkait yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Dengan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam pelaksanakan penelitian dan penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang terkait. Surakarta, 16 Juni 2016 Penulis ix
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v HALAMAN PERSEMBAHAN... vi MOTTO... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I.PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 4 D. Manfaat Penelitian... 4 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 A. Tinjauan Pustaka... 5 1. Limbah Cair Industri Tapioka... 5 2. Parameter Limbah Cair Industri Tapioka... 8 a. Biochemical Oxygen Demand 5 (BOD 5 )... 8 b. Chemical Oxygen Demand (COD)... 8 c. Total Suspended Solid (TSS)... 9 d. Derajat Keasaman (ph)... 9 e. Sianida (CN)... 10 3. Pengolahan Limbah Cair Tapioka... 10 4. Kayu Apu (Pistia stratiotes L.)... 12 5. Mekanisme Penyerapan commit Tumbuhan to user Air Terhadap Toksisitas... 14 x
B. Kerangka Pemikiran... 17 C. Hipotesis... 18 BAB III. METODE PENELITIAN... 19 A. Waktu dan Tempat Penelitian... 19 B. Alat dan Bahan... 19 C. Rancangan Penelitian... 20 D. Cara Kerja... 21 1. Penyiapan Biota Uji... 21 2. Pengujian Kualitas Limbah Cair Industri Tapioka... 22 3. Pelaksanaan Percobaan... 27 E. Teknik Pengumpulan Data... 28 F. Analisis Data... 29 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 30 A. Kualitas Limbah Cair Tapioka... 30 B... Perubahan Konsentrasi BOD 5 Limbah Cair Industri Tapioka Setelah Diberi Perlakuan Pistia stratiotes... 31 C... Perubahan Konsentrasi COD Limbah Cair Industri Tapioka Setelah Diberi Perlakuan Pistia stratiotes... 35 D.. Perubahan Konsentrasi TSS Limbah Cair Industri Tapioka Setelah Diberi Perlakuan Pistia stratiotes... 39 E. Perubahan Konsentrasi ph Limbah Cair Industri Tapioka Setelah Diberi Perlakuan Pistia stratiotes... 43 F. Perubahan Konsentrasi Sianida Limbah Cair Industri Tapioka Setelah Diberi Perlakuan Pistia stratiotes... 47 G. Perubahan Berat Pistia stratiotes dan Gejala Kahat yang Terjadi 51 BAB V. PENUTUP... 54 A. Kesimpulan... 54 B. Saran... 54 DAFTAR PUSTAKA... 56 LAMPIRAN... 60 DAFTAR RIWAYAT HIDUP... 70 xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Baku Mutu Air Limbah Industri Tapioka berdasarkan Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5/2012... 6 Tabel 2. Karakteristik Limbah Cair Industri Tapioka... 7 Tabel 3. Rancangan Penelitian Berat Biomassa Kayu Apu... 21 Tabel 4. Kualitas Limbah Cair Tapioka Sebelum Perlakuan dalam mg/l.... 31 Tabel 5. Konsentrasi BOD 5 dalam mg/l... 32 Tabel 6. Perubahan BOD 5 Selama 25 Hari dalam mg/l... 34 Tabel 7. Konsentrasi COD dalam mg/l... 36 Tabel 8. Perubahan COD Selama 25 Hari dalam mg/l... 38 Tabel 9. Konsentrasi TSS dalam mg/l... 40 Tabel 10. Perubahan TSS Selama 25 Hari dalam mg/l... 42 Tabel 11. Konsentrasi ph... 43 Tabel 12. Perubahan ph Selama 25 Hari... 46 Tabel 13. Konsentrasi Sianida (CN) dalam mg/l... 47 Tabel 14. Perubahan Sianida Selama 25 Hari dalam mg/l... 50 Tabel 15. Perubahan Biomassa Pistia stratiotes dalam gram... 53 xii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Tumbuhan Pistia stratiotes L.... 13 Gambar 2. Bagan Alir Kerangka Pemikiran... 17 Gambar 3. Grafik Perubahan Konsentrasi BOD 5 Limbah Cair Industri Tapioka... 33 Gambar 4. Grafik Perubahan Konsentrasi COD Limbah Cair Industri Tapioka... 37 Gambar 5. Grafik Perubahan Konsentrasi TSS Limbah Cair Industri Tapioka... 41 Gambar 6. Grafik Perubahan Konsentrasi ph Limbah Cair Industri Tapioka... 45 Gambar 7. Grafik Perubahan Konsentrasi Sianida Limbah Cair Industri Tapioka... 49 Gambar 8. Daun Pistia stratiotes Menguning Setelah Perlakuan Limbah Cair Tapioka Selama 25 Hari... 52 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Pelaksanaan Awal Penelitian... 62 Lampiran 2. Tabel Persentase Kenaikan atau Penurunan BOD 5, COD, TSS, ph dan Sianida Limbah Cair Tapioka Setiap 5 Hari Sekali... 63 Lampiran 3. Data Kelayuan Pistia stratiotes L.... 65 Lampiran 4. Hasil Uji Anava dan DMRT Konsentrasi BOD 5, COD, TSS, ph dan Sianida Tiap Perlakuan... 66 xiv